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JP7528262B2 - Batteries and electronic devices - Google Patents
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Description

本願は、電池技術分野に関し、特に電池及び電子機器に関する。 This application relates to the field of battery technology, and in particular to batteries and electronic devices.

電池極板は、集電体、活物質層及びタブを含み、活物質層は集電体の表面を覆い、タブは集電体に溶接される。タブの溶接を容易にするために、電池極板の表面と裏面に活物質層の一部を除去して溝を形成し、集電体を溝内に露出させ、タブを溝内の集電体に溶接する必要がある。 A battery plate includes a current collector, an active material layer, and a tab, where the active material layer covers the surface of the current collector and the tab is welded to the current collector. To facilitate welding of the tab, it is necessary to remove a portion of the active material layer on the front and back surfaces of the battery plate to form a groove, expose the current collector in the groove, and weld the tab to the current collector in the groove.

しかし、電池極板上の溝領域には、短絡やリチウム析出の問題が発生しやすく、電池の安全性能に影響を与える。 However, the groove areas on the battery plates are prone to short circuits and lithium deposition problems, which affect the safety performance of the battery.

上記の技術的問題を解決するために、本願は、電池極板の溝領域に短絡やリチウム析出の問題が生じることを避けて、電池の安全性能を向上させることに有利である電池及び電子機器を提供する。 To solve the above technical problems, the present application provides a battery and electronic device that is advantageous in improving the safety performance of the battery by avoiding the occurrence of short circuits and lithium precipitation problems in the groove areas of the battery plates.

上記の目的を達成するために、本願の実施例は、以下の技術手段を提供する。 To achieve the above objective, the embodiments of the present application provide the following technical means:

第1の態様では、本願の実施例は電池を提供し、前記電池は、第1の極板、第2の極板及びセパレータを含み、前記第1の極板、前記セパレータ及び前記第2の極板は順次に積層されて巻かれて設置され、前記第1の極板は、第1の集電体と第1のタブを含み、前記第1の集電体は、第1の表面と第2の表面を含み、前記第1の表面と前記第2の表面には、いずれも第1の活物質層が設けられており、前記第1の活物質層には、第1の溝と第2の溝が設けられており、前記第1の溝と前記第2の溝はそれぞれ前記第1の表面と前記第2の表面に位置し、且つ位置が対向し、前記第1のタブは前記第1の溝内に溶接され、前記第1の溝は、少なくとも1層の絶縁層で覆われており、前記第2の溝は、少なくとも1層の絶縁層で覆われている。 In a first aspect, an embodiment of the present application provides a battery, the battery including a first plate, a second plate, and a separator, the first plate, the separator, and the second plate being sequentially stacked and wound and installed, the first plate including a first current collector and a first tab, the first current collector including a first surface and a second surface, the first surface and the second surface both being provided with a first active material layer, the first active material layer being provided with a first groove and a second groove, the first groove and the second groove being located on the first surface and the second surface, respectively, and being positioned opposite each other, the first tab being welded into the first groove, the first groove being covered with at least one insulating layer, and the second groove being covered with at least one insulating layer.

本願の実施例によって提供される電池は、第1の溝に少なくとも1層の絶縁層を覆うとともに、第2の溝に少なくとも1層の絶縁層を覆うことにより、第1の溝と第2の溝の領域に短絡問題が発生するのを防止するだけでなく、第1の溝と第2の溝にリチウム析出問題が発生するのを防止することができ、さらに電池の安全性能を向上させるのに役立つ。 The battery provided by the embodiment of the present application covers the first groove with at least one insulating layer and the second groove with at least one insulating layer, which not only prevents short circuit problems from occurring in the first and second groove regions, but also prevents lithium precipitation problems from occurring in the first and second grooves, and further helps improve the safety performance of the battery.

選択的に、前記第1の溝は、少なくとも2層の絶縁層で覆われている。 Optionally, the first groove is covered with at least two insulating layers.

選択的に、前記第2の溝は、1層の絶縁層で覆われ、前記第2の極板において、前記第2の溝に対向する領域には、少なくとも1層の絶縁層が設けられている。 Optionally, the second groove is covered with an insulating layer, and at least one insulating layer is provided in the area of the second plate facing the second groove.

選択的に、前記第2の極板において、前記第2の溝に対向する領域の絶縁層の長さ及び/又は幅は、前記第2の溝での絶縁層の対応する長さ及び/又は幅よりも大きくない。 Optionally, in the second plate, the length and/or width of the insulating layer in the area facing the second groove is not greater than the corresponding length and/or width of the insulating layer in the second groove.

選択的に、前記第2の溝は、少なくとも2層の絶縁層で覆われている。 Optionally, the second groove is covered with at least two insulating layers.

選択的に、前記第1の溝での少なくとも2層の絶縁層のうち、絶縁層の一部または全部は、前記第1の溝を覆う。 Optionally, of the at least two insulating layers in the first groove, some or all of the insulating layers cover the first groove.

選択的に、前記第2の極板は第2の集電体と第2のタブを含み、前記第2の集電体の対向する両面には、いずれも第2の活物質層が設けられており、前記第2の活物質層には、第3の溝と第4の溝がそれぞれ設けられており、前記第3の溝と前記第4の溝は、それぞれ前記第2の集電体の対向する両面に位置し、且つ位置が対向し、前記第2のタブは前記第3の溝内に溶接され、前記第3の溝と前記第4の溝はいずれも1層の絶縁層で覆われており、前記第1の極板において、前記第3の溝に対向する領域には1層の絶縁層が設けられており、前記第1の極板において、前記第4の溝に対向する領域には1層の絶縁層が設けられている。 Optionally, the second plate includes a second current collector and a second tab, both opposing sides of the second current collector are provided with a second active material layer, the second active material layer is provided with a third groove and a fourth groove, the third groove and the fourth groove are located on both opposing sides of the second current collector and are positioned opposite each other, the second tab is welded into the third groove, both the third groove and the fourth groove are covered with one insulating layer, the first plate is provided with one insulating layer in a region facing the third groove, and the first plate is provided with one insulating layer in a region facing the fourth groove.

選択的に、前記第1の溝、前記第2の溝、前記第3の溝、前記第4の溝及び前記絶縁層はいずれも方形であり、前記絶縁層は接着紙である。 Optionally, the first groove, the second groove, the third groove, the fourth groove and the insulating layer are all rectangular, and the insulating layer is adhesive paper.

選択的に、前記第1の極板において、前記第3の溝に対向する領域の絶縁層の長さ及び/又は幅は、前記第3の溝での絶縁層の対応する長さ及び/又は幅よりも大きくなく、前記第1の極板において、前記第4の溝に対向する領域の絶縁層の長さ及び/又は幅は、前記第4の溝での絶縁層の対応する長さ及び/又は幅よりも大きくない。 Optionally, in the first plate, the length and/or width of the insulating layer in the area facing the third groove is not greater than the corresponding length and/or width of the insulating layer in the third groove, and in the first plate, the length and/or width of the insulating layer in the area facing the fourth groove is not greater than the corresponding length and/or width of the insulating layer in the fourth groove.

選択的に、前記第1の極板は負極板であり、前記第2の極板は正極板であり、前記第1の溝を覆う前記絶縁層は、前記第1の溝と前記第2の極板との間のセパレータに設けられており、前記絶縁層は、リチウムイオンの通過を阻止するために使用される。 Optionally, the first electrode plate is a negative electrode plate, the second electrode plate is a positive electrode plate, the insulating layer covering the first groove is provided on a separator between the first groove and the second electrode plate, and the insulating layer is used to prevent the passage of lithium ions.

選択的に、前記絶縁層は、前記セパレータの前記第1の極板に向かっている面に位置し、及び/又は、前記絶縁層は、前記セパレータの前記第2の極板に向かっている面に位置する。 Optionally, the insulating layer is located on the side of the separator facing the first plate, and/or the insulating layer is located on the side of the separator facing the second plate.

選択的に、前記絶縁層は、第1の接着剤層を介して前記セパレータに接着され、前記第1の接着剤層は常温で粘着性のないホットメルト接着剤層である。 Optionally, the insulating layer is adhered to the separator via a first adhesive layer, the first adhesive layer being a hot melt adhesive layer that is non-tacky at room temperature.

選択的に、前記絶縁層の前記セパレータと反対する面には、第2の接着剤層が設置されており、前記第2の接着剤層は、電解液によって膨潤可能な感圧接着剤層である。 Optionally, a second adhesive layer is provided on the surface of the insulating layer opposite the separator, and the second adhesive layer is a pressure-sensitive adhesive layer that can be swelled by the electrolyte.

選択的に、前記絶縁層は、スプレーコーティングにより前記セパレータの表面に付着される。 Optionally, the insulating layer is applied to the surface of the separator by spray coating.

選択的に、前記絶縁層はポリエステル樹脂を含み、及び/又は、前記絶縁層の厚さは10μm~20μmである。 Optionally, the insulating layer contains polyester resin and/or the thickness of the insulating layer is 10 μm to 20 μm.

選択的に、前記セパレータは、ポリエチレン類又はポリプロピレン類から選択され、前記セパレータの、前記第1の溝を覆う部分が加熱処理された後に前記絶縁層を形成し、及び/又は、前記第2の極板は、第2の集電体と第2の活物質層を含み、前記第2の活物質層は、前記第2の集電体の表面を覆い、且つ前記第2の集電体には非活物質層領域が設けられており、前記非活物質層領域は前記第1の溝に対向している。 Optionally, the separator is selected from polyethylenes or polypropylenes, and the insulating layer is formed after the portion of the separator covering the first groove is heat-treated, and/or the second electrode plate includes a second current collector and a second active material layer, the second active material layer covers the surface of the second current collector, and the second current collector is provided with a non-active material layer region, and the non-active material layer region faces the first groove.

選択的に、前記第1の溝の面積は、前記第2の溝の面積よりも大きい。 Optionally, the area of the first groove is greater than the area of the second groove.

選択的に、第1の表面と第2の表面との接続線の方向において、前記第1の溝の投影は、前記第2の溝の投影を完全に覆う。 Optionally, in the direction of the connecting line between the first surface and the second surface, the projection of the first groove completely covers the projection of the second groove.

選択的に、前記第1の溝と前記第2の溝の断面はいずれも長方形又は円形であり、前記断面は、前記第1の表面と前記第2の表面との接続線に垂直な平面である。 Optionally, the cross sections of the first groove and the second groove are both rectangular or circular, and the cross sections are planes perpendicular to the connection line between the first surface and the second surface.

選択的に、前記第1の溝と前記第2の溝の断面が長方形である場合、前記第1の溝の辺の長さは、前記第2の溝の辺の長さよりも大きく、前記第1の溝の辺の幅は、前記第2の溝の辺の幅よりも大きい。 Optionally, when the cross sections of the first groove and the second groove are rectangular, the length of the side of the first groove is greater than the length of the side of the second groove, and the width of the side of the first groove is greater than the width of the side of the second groove.

選択的に、前記第2の溝の面積は、前記第1の溝の面積の60~90%である。 Optionally, the area of the second groove is 60-90% of the area of the first groove.

選択的に、前記第1の溝の中軸線と前記第2の溝の中軸線からなる平面は、前記第1の表面と前記第2の表面との接続線と重なる又は平行である。 Optionally, the plane formed by the central axis of the first groove and the central axis of the second groove overlaps or is parallel to the connection line between the first surface and the second surface.

選択的に、前記第1の溝と前記第2の溝との隣接辺の最小距離はnであり、ここで、0.5mm≦n≦3.5mmとする。 Optionally, the minimum distance between adjacent sides of the first groove and the second groove is n, where 0.5 mm≦n≦3.5 mm.

選択的に、前記第1の溝と前記第2の溝との隣接辺の最大距離はxであり、ここで、0.5mm≦x≦3.5mmとする。 Optionally, the maximum distance between adjacent sides of the first groove and the second groove is x, where 0.5 mm≦x≦3.5 mm.

選択的に、前記第2の極板は第2の集電体と第2のタブを含み、前記第2の集電体の対向する両面には、いずれも第2の活物質層が設けられており、前記第2の活物質層には、第3の溝と第4の溝がそれぞれ設けられており、前記第3の溝と前記第4の溝は、それぞれ前記第2の集電体の対向する両面に位置し、且つ位置が対向し、前記第2のタブは前記第3の溝内に溶接され、前記第3の溝の面積は前記第4の溝の面積よりも大きい。 Optionally, the second plate includes a second current collector and a second tab, both opposing surfaces of the second current collector are provided with a second active material layer, the second active material layer is provided with a third groove and a fourth groove, the third groove and the fourth groove are located on both opposing surfaces of the second current collector, and are positioned opposite each other, the second tab is welded into the third groove, and the area of the third groove is larger than the area of the fourth groove.

第2の態様では、本願の実施例は電子機器を提供し、前記電子機器は、上記のいずれか1項に記載の電池を含む。 In a second aspect, an embodiment of the present application provides an electronic device, the electronic device including a battery as described in any one of the above.

本願の実施例によって提供される電子機器は電池を含み、電池の安全性能が向上した場合には、当該電池を含む電子機器の安全性能も向上した。 The electronic device provided by the embodiment of the present application includes a battery, and when the safety performance of the battery is improved, the safety performance of the electronic device including the battery is also improved.

第3の態様では、本願の実施例は、電池の巻取コアの製造方法を提供し、前記方法は、正極板、絶縁層、負極板及びセパレータを提供することであって、前記負極板は、第1の集電体と第1のタブを含み、前記第1の集電体の対向する両面にはいずれも第1の活物質層が設けられており、前記第1の活物質層には第1の溝が設けられており、前記第1のタブは前記第1の溝内に溶接されることと、前記絶縁層の一方の面に第1の接着剤層を設けて、前記絶縁層の他方の面に第2の接着剤層を設けることであって、前記第1の接着剤層は常温で粘着性のないホットメルト接着剤層であることと、前記絶縁層の第2の接着剤層が設けられた面を前記正極板の所定位置に接着することと、前記正極板の前記絶縁層が接着された面の上に、前記セパレータと前記負極板を、前記第1の溝が前記セパレータに向くように順次積層することと、前記積層構造を、リチウムイオンの通過を阻止するための前記絶縁層が前記第1の溝を覆うように巻いて、巻取コアを形成することと、前記絶縁層の第1の接着剤層が設けられた面を前記セパレータに接着させるように、前記巻取コアを熱圧着処理することと、を含む。 In a third aspect, an embodiment of the present application provides a method for manufacturing a winding core for a battery, the method comprising: providing a positive electrode plate, an insulating layer, a negative electrode plate, and a separator, the negative electrode plate including a first current collector and a first tab, a first active material layer being provided on both opposing sides of the first current collector, a first groove being provided in the first active material layer, and the first tab being welded into the first groove; providing a first adhesive layer on one side of the insulating layer, and providing a second adhesive layer on the other side of the insulating layer, the first adhesive layer being adhesive at room temperature. the hot melt adhesive layer is not a layer on the surface of the insulating layer on which the second adhesive layer is provided, adhering the surface of the insulating layer on which the second adhesive layer is provided to a predetermined position of the positive electrode plate, stacking the separator and the negative electrode plate in sequence on the surface of the positive electrode plate on which the insulating layer is attached so that the first groove faces the separator, winding the stacked structure so that the insulating layer for preventing the passage of lithium ions covers the first groove to form a winding core, and subjecting the winding core to a thermocompression treatment so that the surface of the insulating layer on which the first adhesive layer is provided is adhered to the separator.

本願の実施例によって提供される電池の巻取コアの製造方法は、絶縁層が第1の溝をよりよく覆うことに有利であり、それによって第1の溝領域に短絡とリチウム析出の問題が発生することを防止することに有利であり、さらに電池の安全性能を向上させることに有利である。 The manufacturing method of the battery winding core provided by the embodiment of the present application is advantageous in that the insulating layer better covers the first groove, thereby preventing short circuits and lithium precipitation problems from occurring in the first groove area, and further advantageous in improving the safety performance of the battery.

以下、本願の実施例の技術案をより明確に説明するために、実施例に必要な図面について簡単に説明し、理解すべきものとして、以下の図面は、本願の特定の実施例のみを示すものであるので、範囲に対する限定と見なされるべきではなく、当業者にとっては、創造的な労働がない前提で、これらの図面に基づいて他の関連図面を得ることもできる。
本願の実施例によって提供される第1の極板の上面の概略図である。 本願の実施例によって提供される第1の極板の概略断面図である。 本願の実施例によって提供される巻取コアの概略図である。 本願の実施例によって提供される第2の極板の上面の概略図である。 本願の実施例によって提供される別の第1の極板の概略図である。 本願の実施例によって提供される電池の部分構造の概略図1である。 本願の実施例によって提供される電池の部分構造の概略図2である。 本願の実施例によって提供される電池の部分構造の概略図3である。 本願の実施例によって提供される電池の部分構造の概略図4である。 本願の実施例によって提供される電池極板の概略構造図である。 本願の実施例によって提供される電池極板の側面図である。 本願の実施例によって提供される電池極板の第1の側面の概略構造図である。 本願の実施例によって提供される電池極板の第2の側面の概略構造図である。
Hereinafter, in order to more clearly explain the technical solutions of the embodiments of the present application, the drawings necessary for the embodiments will be briefly described. It should be understood that the following drawings only show specific embodiments of the present application, and should not be considered as limiting the scope. Those skilled in the art can also obtain other related drawings based on these drawings without any creative work.
FIG. 2 is a schematic diagram of the top surface of a first plate provided by an embodiment of the present application. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a first electrode plate provided by an embodiment of the present application. FIG. 2 is a schematic diagram of a winding core provided by an embodiment of the present application. FIG. 2 is a schematic diagram of the top surface of a second electrode plate provided by an embodiment of the present application. FIG. 2 is a schematic diagram of another first plate provided by an embodiment of the present application. 1 is a schematic diagram of a partial structure of a battery provided by an embodiment of the present application. FIG. 2 is a schematic diagram 2 of a partial structure of a battery provided by an embodiment of the present application. FIG. 3 is a schematic diagram of a partial structure of a battery provided by an embodiment of the present application. 4 is a schematic diagram of a partial structure of a battery provided by an embodiment of the present application. FIG. 2 is a schematic structural diagram of a battery plate provided by an embodiment of the present application. FIG. 2 is a side view of a battery plate provided by an embodiment of the present application. FIG. 2 is a schematic structural diagram of a first side of a battery plate provided by an embodiment of the present application. FIG. 2 is a schematic structural diagram of a second side of a battery plate provided by an embodiment of the present application.

本願の実施例の目的、技術案及び利点をより明確にするために、以下では、本願の実施例における図面を参照して、本願の実施例における技術案を明確かつ完全に説明する。明らかに、説明した実施例は、全ての実施例ではなく、本願の一部の実施例である。通常、本明細書の図面で一般に説明され図示される本願の実施例の構成要素は、様々な異なる構成で配置及び設計されることができる。 In order to make the objectives, technical solutions and advantages of the embodiments of the present application clearer, the technical solutions of the embodiments of the present application are described clearly and completely below with reference to the drawings in the embodiments of the present application. Obviously, the described embodiments are only a part of the embodiments of the present application, rather than all the embodiments. Generally, the components of the embodiments of the present application as generally described and illustrated in the drawings herein may be arranged and designed in a variety of different configurations.

したがって、図面に提供される本願の実施例の以下の詳細な説明は、特許請求される本願の範囲を限定することを意図するものではなく、本願の特定の実施例のみを示すものである。本願の実施例に基づいて、当業者が創造的な労働がなしに取得する他のすべての実施例は、すべて本願の特許請求の範囲に属する。 Therefore, the following detailed description of the embodiments of the present application provided in the drawings is not intended to limit the scope of the present application as claimed, but rather represents only certain embodiments of the present application. All other embodiments that a person skilled in the art would obtain without creative labor based on the embodiments of the present application are all within the scope of the claims of the present application.

図1は本願の実施例によって提供される第1の極板の上面の概略図であり、図2は本願の実施例によって提供される第1の極板の概略断面図であり、図3は本願の実施例によって提供される巻取コアの概略図であり、図4は本願の実施例によって提供される第2の極板の上面の概略図であり、図5は本願の実施例によって提供される別の第1の極板の概略図である。 Figure 1 is a schematic diagram of the top surface of a first electrode plate provided by an embodiment of the present application, Figure 2 is a schematic cross-sectional view of the first electrode plate provided by an embodiment of the present application, Figure 3 is a schematic diagram of a winding core provided by an embodiment of the present application, Figure 4 is a schematic diagram of the top surface of a second electrode plate provided by an embodiment of the present application, and Figure 5 is a schematic diagram of another first electrode plate provided by an embodiment of the present application.

図1~図5を参照する。本実施例は電池を提供し、第1の極板11、第2の極板12、第1のタブ111及びセパレータを含み、第1の極板11、セパレータ及び第2の極板12は、順次に積層されて巻かれて設置され、第1の極板11は第1の集電体を含み、第1の集電体の上面及び下面には、いずれも第1の活物質層が設けられており、第1の活物質層には第1の溝112及び第2の溝が設けられており、第1の溝112及び第2の溝は、対向して設けられ、且つ第1の集電体の上面及び下面にそれぞれ位置し、第1のタブ111は第1の溝112に溶接され、第1の溝112は少なくとも2層の絶縁層で覆われ、タブが溶接されていない第2の溝は、少なくとも1層の絶縁層で覆われている。 Refer to Figures 1 to 5. This embodiment provides a battery, which includes a first plate 11, a second plate 12, a first tab 111, and a separator, and the first plate 11, the separator, and the second plate 12 are sequentially stacked and wound and installed. The first plate 11 includes a first current collector, and a first active material layer is provided on both the upper and lower surfaces of the first current collector, and the first active material layer is provided with a first groove 112 and a second groove, which are opposite to each other and located on the upper and lower surfaces of the first current collector, respectively. The first tab 111 is welded to the first groove 112, and the first groove 112 is covered with at least two layers of insulating layers, and the second groove to which the tab is not welded is covered with at least one layer of insulating layer.

本実施例では、第1の溝112は第1の集電体の上面に位置し、第1の溝の領域は活物質を除去し、且つ第1の溝の底部は第1の集電体である。第2の溝は第1の集電体の下面に位置し、第2の溝の領域は活物質を除去し、且つ第2の溝の底部は第1の集電体である。第1の溝112は第2の極板12に対向し、第2の溝は第2の極板12に対向する。第1の極板11は、通常、電池構造における正極板を指し、第2の極板12は、通常、電池構造における負極板を指す。 In this embodiment, the first groove 112 is located on the upper surface of the first current collector, the area of the first groove is removed, and the bottom of the first groove is the first current collector. The second groove is located on the lower surface of the first current collector, the area of the second groove is removed, and the bottom of the second groove is the first current collector. The first groove 112 faces the second electrode plate 12, and the second groove faces the second electrode plate 12. The first electrode plate 11 usually refers to the positive electrode plate in a battery structure, and the second electrode plate 12 usually refers to the negative electrode plate in a battery structure.

第1の溝112は少なくとも2層の絶縁層で覆われ、当該少なくとも2層の絶縁層はプロセスポカヨケのために使用される。その中の1層の絶縁層が予め設定された基準によって貼り付けられていない場合、絶縁層貼り付け機器は、第2層の絶縁層を貼り付ける時に第1層の絶縁層の規範に合わない貼り付けを検出し、直ちに補正することができる。その中の1層の絶縁層が貼り付けられない又は剥離される場合、前記第1の溝112は少なくとも1層の他の絶縁層によってさらに覆われる。これにより、電池構造の安全性能及び信頼性が向上し、第1の溝112がより強固に覆われる。絶縁層貼り付け機器はもっと簡単で、機器の修理はもっと簡単である。 The first groove 112 is covered with at least two insulating layers, which are used for process error proofing. If one of the insulating layers is not applied according to a preset standard, the insulating layer application device can detect the application of the first insulating layer that does not meet the standard when applying the second insulating layer, and correct it immediately. If one of the insulating layers is not applied or peeled off, the first groove 112 is further covered with at least one other insulating layer. This improves the safety performance and reliability of the battery structure, and the first groove 112 is covered more firmly. The insulating layer application device is simpler, and the device is easier to repair.

第1の溝112が2層の絶縁層で覆われることを例に挙げて説明すると、当該2層の絶縁層は、第1の絶縁サブ層と第2の絶縁サブ層であり、第1の絶縁サブ層のサイズは第2の絶縁サブ層のサイズよりも大きくても小さくてもよく、第1の絶縁サブ層のサイズは第2の絶縁サブ層のサイズと等しくてもよく、本実施例はこれに限定されるものではなく、第1の絶縁サブ層又は第2の絶縁サブ層は前記第1の溝112を完全に覆うことができればよい。このように、絶縁層の間で、サイズと位置関係に対する設定が比較的緩く、比較的厳しい位置合わせとサイズ関係による累積誤差を回避し、電池内部短絡のリスクを低下させ、電池構造の安全性が比較的高く、コアの整合性と安定性が比較的高く、絶縁層のサイズをより小さく設定することができ、コアのエネルギー密度を向上させる。 Taking the example of the first groove 112 being covered with two insulating layers, the two insulating layers are a first insulating sublayer and a second insulating sublayer, and the size of the first insulating sublayer may be larger or smaller than the size of the second insulating sublayer, and the size of the first insulating sublayer may be equal to the size of the second insulating sublayer, but this embodiment is not limited thereto, and the first insulating sublayer or the second insulating sublayer may completely cover the first groove 112. In this way, the settings for size and positional relationship between the insulating layers are relatively loose, and the cumulative error due to the relatively strict alignment and size relationship is avoided, the risk of internal short circuit in the battery is reduced, the safety of the battery structure is relatively high, the integrity and stability of the core are relatively high, the size of the insulating layer can be set smaller, and the energy density of the core is improved.

一選択的な実施形態として、第2の溝は1層の絶縁層で覆われており、第2の極板12の中の第2の溝に対向する領域には少なくとも1層の絶縁層が設けられている。 In one alternative embodiment, the second groove is covered with an insulating layer, and the area of the second plate 12 facing the second groove is provided with at least one insulating layer.

第2の溝は、第2の極板12に対向しており、第2の溝を覆う一方の絶縁層は、第1の極板11上に位置し、第2の溝を覆う他方の絶縁層は、第2の極板12上に位置している。 The second groove faces the second electrode plate 12, one insulating layer covering the second groove is located on the first electrode plate 11, and the other insulating layer covering the second groove is located on the second electrode plate 12.

一選択的な実施形態として、第2の極板12における第2の溝に対向する領域の絶縁層の長さ及び/又は幅は、第2の溝での絶縁層の対応する長さ及び/又は幅よりも大きくない。当該実施形態は、電池にリチウム析出が発生する可能性を低減し、電池構造の安全性を向上させる。 As an optional embodiment, the length and/or width of the insulating layer in the area of the second plate 12 facing the second groove is not greater than the corresponding length and/or width of the insulating layer in the second groove. This embodiment reduces the possibility of lithium deposition occurring in the battery and improves the safety of the battery structure.

一選択的な実施形態として、第2の溝は少なくとも2層の絶縁層で覆われている。 In one optional embodiment, the second groove is covered with at least two insulating layers.

当該実施形態では、第1の溝112は少なくとも2層の絶縁層で覆われ、タブが溶接されていない第2の溝は少なくとも2層の絶縁層で覆われ、第1の溝112と第2の溝を覆う絶縁層は、図3に符号113で示され、いずれも第1の極板11上に位置する。同様に、第2の溝での絶縁層間のサイズ及び位置関係の設定が緩く、より厳しい位置合わせ及びサイズ関係による累積誤差が回避され、電池内部短絡のリスクが低減され、コアの整合性が高い。当該実施形態は、タブが絶縁層を突き破って電池内部短絡を引き起こすリスクを低減する。 In this embodiment, the first groove 112 is covered with at least two insulating layers, and the second groove to which the tab is not welded is covered with at least two insulating layers, and the insulating layers covering the first groove 112 and the second groove are shown in FIG. 3 as 113, both located on the first plate 11. Similarly, the size and positional relationship between the insulating layers in the second groove is loosely set, which avoids the cumulative error due to tighter alignment and size relationship, reduces the risk of internal short circuit in the battery, and provides high core integrity. This embodiment reduces the risk of the tab breaking through the insulating layer and causing an internal short circuit in the battery.

一選択的な実施形態として、第1の溝112での少なくとも2層の絶縁層の一部又は全部は、前記第1の溝112を覆う。 As an optional embodiment, part or all of the at least two insulating layers in the first groove 112 cover the first groove 112.

当該実施形態では、第1の溝112での少なくとも2層の絶縁層の一部は、第1の溝112を覆っており、電池構造のエネルギー密度が高い。あるいは、第1の溝112での少なくとも2層の絶縁層の全ては、前記第1の溝112を覆っており、第1の溝112がより強固に覆われている。 In this embodiment, a portion of the at least two insulating layers in the first groove 112 covers the first groove 112, and the energy density of the battery structure is high. Alternatively, the entire at least two insulating layers in the first groove 112 covers the first groove 112, and the first groove 112 is more firmly covered.

一選択的な実施形態として、第2の極板12は第2の集電体を含み、第2の集電体の上面及び下面には、いずれも第2の活物質層が設けられており、第2の活物質層には、第3の溝121と第4の溝が設けられており、第3の溝121と第4の溝は、対向して配置され、第2の集電体の上面及び下面にそれぞれ位置し、第3の溝121に第2のタブ122が溶接され、第3の溝121と第4の溝は、いずれも1層の絶縁層で覆われており、第1の極板11における第3の溝121に対向する領域には、1層の絶縁層が設けられ、第1の極板11における第4の溝に対向する領域には、1層の絶縁層が設けられている。 As an alternative embodiment, the second electrode plate 12 includes a second current collector, and a second active material layer is provided on both the upper and lower surfaces of the second current collector, and the second active material layer is provided with a third groove 121 and a fourth groove, which are arranged opposite each other and located on the upper and lower surfaces of the second current collector, respectively, a second tab 122 is welded to the third groove 121, and both the third groove 121 and the fourth groove are covered with one layer of insulating layer, and a layer of insulating layer is provided in the area facing the third groove 121 in the first electrode plate 11, and a layer of insulating layer is provided in the area facing the fourth groove in the first electrode plate 11.

第1の集電体と第2の集電体の構成成分は同じであってもよく、第1の活物質層と第2の活物質層の構成成分は同じであってもよい。第3の溝121は、第2の集電体の上面に位置し、第3の溝121の領域は活物質を除去し、且つ第3の溝121の底部は第2の集電体である。第4の溝は第2の集電体の下面に位置し、第4の溝の領域は活物質を除去し、且つ第4の溝の底部は第2の集電体である。第3の溝121は第1の極板11に対向し、第4の溝は第1の極板11に対向する。 The first current collector and the second current collector may have the same constituents, and the first active material layer and the second active material layer may have the same constituents. The third groove 121 is located on the upper surface of the second current collector, the area of the third groove 121 is removed from the active material, and the bottom of the third groove 121 is the second current collector. The fourth groove is located on the lower surface of the second current collector, the area of the fourth groove is removed from the active material, and the bottom of the fourth groove is the second current collector. The third groove 121 faces the first electrode plate 11, and the fourth groove faces the first electrode plate 11.

第3の溝121と第4の溝はいずれも、図3に符号123で示すように、1層の絶縁層で覆われている。第1の極板11における第3の溝121に対向する領域には、1層の絶縁層が設けられ、第1の極板11における第4の溝に対向する領域には、1層の絶縁層が設けられ、図3に符号114で示す。第3の溝121を覆う一方の絶縁層は第2の極板12上に位置し、第3の溝121を覆う他方の絶縁層は第1の極板11上に位置する。第4の溝を覆う一方の絶縁層は第2の極板12上に位置し、第4の溝を覆う他方の絶縁層は第1の極板11に位置する。 The third groove 121 and the fourth groove are both covered with an insulating layer, as shown by reference numeral 123 in FIG. 3. An insulating layer is provided in the area of the first electrode plate 11 facing the third groove 121, and an insulating layer is provided in the area of the first electrode plate 11 facing the fourth groove, as shown by reference numeral 114 in FIG. 3. One insulating layer covering the third groove 121 is located on the second electrode plate 12, and the other insulating layer covering the third groove 121 is located on the first electrode plate 11. One insulating layer covering the fourth groove is located on the second electrode plate 12, and the other insulating layer covering the fourth groove is located on the first electrode plate 11.

一選択的な実施形態として、第1の溝112、第2の溝、第3の溝121、第4の溝及び絶縁層は、いずれも方形であり、絶縁層は接着紙である。 As an optional embodiment, the first groove 112, the second groove, the third groove 121, the fourth groove and the insulating layer are all rectangular, and the insulating layer is adhesive paper.

当該実施形態では、第1の溝112、第2の溝、第3の溝121、第4の溝及び絶縁層はいずれも方形であるので、溝の被覆を容易にし、接着紙の貼り付け難度を低下させ、溝の被覆の正確性を向上させ、電池の安全性能を向上させる。 In this embodiment, the first groove 112, the second groove, the third groove 121, the fourth groove and the insulating layer are all rectangular, which makes it easier to cover the grooves, reduces the difficulty of applying the adhesive paper, improves the accuracy of covering the grooves, and improves the safety performance of the battery.

一選択的な実施形態として、第1の極板11における第3の溝121に対向する領域の絶縁層の長さ及び/又は幅は、第3の溝121での絶縁層の対応する長さ及び/又は幅よりも大きくなく、第1の極板11における第4の溝に対向する領域の絶縁層の長さ及び/又は幅は、第4の溝での絶縁層の対応する長さ及び/又は幅よりも大きくない。 As an alternative embodiment, the length and/or width of the insulating layer in the region facing the third groove 121 on the first electrode plate 11 is not greater than the corresponding length and/or width of the insulating layer in the third groove 121, and the length and/or width of the insulating layer in the region facing the fourth groove on the first electrode plate 11 is not greater than the corresponding length and/or width of the insulating layer in the fourth groove.

当該実施形態は、電池にリチウム析出が発生する可能性を低減し、電池構造の安全性能を向上させる。溝での絶縁層がすべて自身の極板に位置する場合、絶縁層間のサイズと位置関係の設定は緩やかである。溝での絶縁層がそれぞれ異なる極板に位置する場合、絶縁層間のサイズと位置関係の設定は厳しい。 This embodiment reduces the possibility of lithium deposition occurring in the battery and improves the safety performance of the battery structure. When the insulating layers in the grooves are all located on their own plates, the size and positional relationship between the insulating layers is loosely set. When the insulating layers in the grooves are each located on a different plate, the size and positional relationship between the insulating layers is tightly set.

図1の符号115、図2の符号116、図3の符号113、114及び123、図4の符号124、図5の符号116は、いずれも絶縁層である。 Reference numeral 115 in FIG. 1, reference numeral 116 in FIG. 2, reference numerals 113, 114 and 123 in FIG. 3, reference numeral 124 in FIG. 4, and reference numeral 116 in FIG. 5 are all insulating layers.

本実施例では、電池は、第1の極板11、第2の極板12、第1のタブ111及びセパレータを含み、第1の極板11、セパレータ及び第2の極板12は、順次に積層されて巻かれて設置され、第1の極板11は第1の集電体を含み、第1の集電体の上面と下面には、いずれも第1の活物質層が設けられており、第1の活物質層には第1の溝112と第2の溝が設けられており、第1の溝112と第2の溝は、対向して設けられ、且つ第1の集電体の上面及び下面にそれぞれ位置し、第1のタブ111は第1の溝112に溶接され、第1の溝112は少なくとも2層の絶縁層で覆われ、タブが溶接されていない第2の溝は、少なくとも1層の絶縁層で覆われている。これにより、従来技術のように第1の溶接シームを覆う第3の絶縁層及び第4の絶縁層が第2の極板上に設けられ、且つ絶縁層のサイズ及び位置による累積誤差によって電池内部短絡のリスクをもたらしやすいのに比べて、本実施例は、電池構造の安全性能を向上させることができる。 In this embodiment, the battery includes a first electrode plate 11, a second electrode plate 12, a first tab 111, and a separator, and the first electrode plate 11, the separator, and the second electrode plate 12 are sequentially stacked and wound and installed. The first electrode plate 11 includes a first current collector, and a first active material layer is provided on both the upper and lower surfaces of the first current collector. The first active material layer is provided with a first groove 112 and a second groove, and the first groove 112 and the second groove are provided opposite each other and are located on the upper and lower surfaces of the first current collector, respectively. The first tab 111 is welded to the first groove 112, and the first groove 112 is covered with at least two insulating layers. The second groove to which the tab is not welded is covered with at least one insulating layer. This improves the safety performance of the battery structure compared to the conventional technology in which a third insulating layer and a fourth insulating layer are provided on the second plate to cover the first weld seam, and cumulative errors due to the size and position of the insulating layers can easily lead to a risk of internal short circuit in the battery.

巻取コアを有する電池では、通常、タブ中付け技術が採用し、即ち、極板表面の一部領域の活物質層を特定の工程で除去して、極板の活物質層除去後に露出した集電体上にタブを溶接し、しかしながら、タブを極板の集電体に溶接した後に露出した集電体を完全に覆うことはなく、つまり、タブの週りにはまだ露出した集電体が存在している。リチウムイオン電池は、充電中にリチウム析出現象があり、負極板上の露出した集電体とは反対側の正極板上に活物質層が存在すると、活物質層からのリチウムイオンが正極板と負極板との間のセパレータを通して、負極板の露出した集電体表面に金属リチウムを析出し、リチウムイオン電池の熱暴走や安全事故を引き起こす可能性がある。 In batteries with a winding core, the tab attachment technique is usually adopted, that is, the active material layer in a part of the plate surface is removed in a specific process, and a tab is welded on the exposed current collector after removing the active material layer of the plate. However, the exposed current collector is not completely covered after the tab is welded to the current collector of the plate, that is, there is still exposed current collector around the tab. Lithium ion batteries have a lithium deposition phenomenon during charging. If there is an active material layer on the positive plate opposite the exposed current collector on the negative plate, lithium ions from the active material layer will pass through the separator between the positive and negative plates and deposit metallic lithium on the exposed current collector surface of the negative plate, which may cause thermal runaway or safety accidents of the lithium ion battery.

図6は、本願の実施例によって提供される電池の部分構造の概略図1であり、図7は、本願の実施例によって提供される電池の部分構造の概略図2であり、図8は、本願の実施例によって提供される電池の部分構造の概略図3であり、図9は、本願の実施例によって提供される電池の部分構造の概略図4である。 Figure 6 is a schematic diagram 1 of a partial structure of a battery provided by an embodiment of the present application, Figure 7 is a schematic diagram 2 of a partial structure of a battery provided by an embodiment of the present application, Figure 8 is a schematic diagram 3 of a partial structure of a battery provided by an embodiment of the present application, and Figure 9 is a schematic diagram 4 of a partial structure of a battery provided by an embodiment of the present application.

図6~図9を参照する。上記の技術的問題を解決するために、本実施例は、正極板10、負極板20及び正極板10と負極板20との間に位置するセパレータ30を含む電池を提供し、ここで、セパレータ30は、巻取コアの正極板10と負極板20を互いに絶縁することができ、且つセパレータ30には、リチウムイオンが通過するポアがあり、巻取コアを有するリチウムイオン電池が正常に動作することが保証される。 Refer to Figures 6 to 9. In order to solve the above technical problems, this embodiment provides a battery including a positive electrode plate 10, a negative electrode plate 20, and a separator 30 located between the positive electrode plate 10 and the negative electrode plate 20, where the separator 30 can insulate the positive electrode plate 10 and the negative electrode plate 20 of the winding core from each other, and the separator 30 has pores through which lithium ions can pass, ensuring that the lithium ion battery with the winding core operates normally.

具体的に、リチウムイオン電池が充電する場合、リチウムイオンは、正極材料の結晶格子から放出され、電解液とともにセパレータを通過した後、負極材料の結晶格子に挿入することで、負極はリチウムに富み、正極はリチウムに乏しい。リチウムイオン電池が放電する場合、リチウムイオンは、負極材料の結晶格子から放出され、電解液とともにセパレータを通過した後、正極材料の結晶格子に挿入することで、正極はリチウムに富み、負極はリチウムに乏しい。 Specifically, when a lithium-ion battery is charged, lithium ions are released from the crystal lattice of the positive electrode material, pass through the separator together with the electrolyte, and then insert into the crystal lattice of the negative electrode material, making the negative electrode lithium-rich and the positive electrode lithium-poor. When a lithium-ion battery is discharged, lithium ions are released from the crystal lattice of the negative electrode material, pass through the separator together with the electrolyte, and then insert into the crystal lattice of the positive electrode material, making the positive electrode lithium-rich and the negative electrode lithium-poor.

本実施例の負極板20は、負極集電体21、負極活物質層22及び負極集電体21の表面に配置された負タブ23を含み、負タブ23は、溶接の形態で負極集電体21の表面に配置されてもよいし、他の形態で負極集電体21の表面に配置されてもよい。具体的に、負極活物質層22は、負極集電体21の表面を覆い、且つ負極活物質層22は、負タブ23を避ける第1の溝24を有し、即ち、第1の溝24に位置する負極集電体21の表面は、負極活物質層22を覆わなく、負タブ23は第1の溝24に位置している。 The negative electrode plate 20 of this embodiment includes a negative electrode collector 21, a negative electrode active material layer 22, and a negative tab 23 arranged on the surface of the negative electrode collector 21. The negative tab 23 may be arranged on the surface of the negative electrode collector 21 in the form of welding, or in other forms. Specifically, the negative electrode active material layer 22 covers the surface of the negative electrode collector 21, and the negative electrode active material layer 22 has a first groove 24 that avoids the negative tab 23, that is, the surface of the negative electrode collector 21 located in the first groove 24 does not cover the negative electrode active material layer 22, and the negative tab 23 is located in the first groove 24.

通常、負タブ23を負極集電体の表面の第1の溝24に配置しやすくするために、第1の溝24の面積を、第1の溝24に位置する負タブ23の面積よりも大きいように設置し、つまり、第1の溝24に配置された負タブ23が、第1の溝24に露出した負極集電体21を完全に覆うことはないため、負タブ23の周りに露出した負極集電体21がある。リチウムイオン電池のサイクル中、特にリチウムイオン電池の充電中に、電解液におけるリチウムイオンが、負タブ23の周りの露出した負極集電体21の表面に金属リチウムを析出させ、これによりリチウムイオン電池が熱暴走して安全事故を引き起こす可能性がある。 Typically, to facilitate placement of the negative tab 23 in the first groove 24 on the surface of the negative electrode current collector, the area of the first groove 24 is set to be larger than the area of the negative tab 23 located in the first groove 24, i.e., the negative tab 23 placed in the first groove 24 does not completely cover the negative electrode current collector 21 exposed in the first groove 24, so that there is exposed negative electrode current collector 21 around the negative tab 23. During cycling of the lithium-ion battery, especially during charging of the lithium-ion battery, lithium ions in the electrolyte may precipitate metallic lithium on the surface of the exposed negative electrode current collector 21 around the negative tab 23, which may cause the lithium-ion battery to thermally run away and cause a safety accident.

本実施例の第1の溝24と正極板10との間のセパレータには、第1の溝24を覆う絶縁層31が設けられており、当該絶縁層31により、第1の溝24の反対側に位置する正極板10上のリチウムイオンが絶縁層31を通して第1の溝24に入ることを防止することができ、これによりリチウムイオンが第1の溝24に金属リチウムを析出して負タブ23の周りの露出した負極集電体21の表面に付着することを回避することができ、さらに、リチウムイオン電池の熱暴走による安全事故の防止に寄与する。 In this embodiment, the separator between the first groove 24 and the positive electrode plate 10 is provided with an insulating layer 31 that covers the first groove 24. This insulating layer 31 can prevent lithium ions on the positive electrode plate 10 located on the opposite side of the first groove 24 from entering the first groove 24 through the insulating layer 31. This can prevent lithium ions from depositing metallic lithium in the first groove 24 and adhering to the exposed surface of the negative electrode current collector 21 around the negative tab 23, and further contributes to preventing safety accidents due to thermal runaway of the lithium ion battery.

理解すべきものとして、第1の溝24を覆うように絶縁層31を設けることは、絶縁層31のサイズを第1の溝24のサイズよりも大きくする必要があり、これにより、コアの巻取完了後に絶縁層31が第1の溝24を完全に覆うことができ、リチウムイオンが第1の溝24に入ることを防止することができる。 It should be understood that providing an insulating layer 31 to cover the first groove 24 requires that the size of the insulating layer 31 be larger than the size of the first groove 24, so that the insulating layer 31 can completely cover the first groove 24 after winding of the core is complete, preventing lithium ions from entering the first groove 24.

具体的に実現する場合、リチウムイオン電池の巻取コアは、正極板10、負極板20及び正極板10と負極板20との間に位置するセパレータ30を含むように設けられ、負極板20は、負極集電体21及び負極集電体の表面を覆う負極活物質層22を含み、負極集電体21の表面には、負極活物質層22によって覆われていない第1の溝24があり、負タブ23は、第1の溝24の負極集電体21の表面に設けられ、これにより巻取コアがリチウムイオン電池において正常に機能することを確保する。リチウムイオン電池の充電中に、第1の溝24の反対側に位置する正極板10から放出されたリチウムイオンが、第1の溝24に入り込んで負極集電体21の表面に金属リチウムが析出することを防止するために、第1の溝24と正極板10との間に位置するセパレータには、第1の溝24を覆う絶縁層31が設けられ、絶縁層31は、正極板10から放出されたリチウムイオンが第1の溝24に入り込むことを阻止し、リチウムイオンが第1の溝24の負極集電体21の表面に金属リチウムが析出することを回避することができ、これによりリチウムイオン電池の熱暴走による安全事故の防止に有利であり、さらに、リチウムイオン電池が急速充電中に金属リチウムを析出することによる安全リスクを低減するのに有利である。 In a specific embodiment, the winding core of the lithium ion battery is configured to include a positive electrode plate 10, a negative electrode plate 20, and a separator 30 located between the positive electrode plate 10 and the negative electrode plate 20, the negative electrode plate 20 includes a negative electrode collector 21 and a negative electrode active material layer 22 covering the surface of the negative electrode collector, the surface of the negative electrode collector 21 has a first groove 24 that is not covered by the negative electrode active material layer 22, and a negative tab 23 is provided on the surface of the negative electrode collector 21 in the first groove 24, thereby ensuring that the winding core functions normally in the lithium ion battery. During charging of the lithium-ion battery, in order to prevent lithium ions released from the positive electrode plate 10 located on the opposite side of the first groove 24 from entering the first groove 24 and depositing metallic lithium on the surface of the negative electrode collector 21, an insulating layer 31 covering the first groove 24 is provided on the separator located between the first groove 24 and the positive electrode plate 10. The insulating layer 31 prevents lithium ions released from the positive electrode plate 10 from entering the first groove 24, and can prevent lithium ions from depositing metallic lithium on the surface of the negative electrode collector 21 in the first groove 24. This is advantageous for preventing safety accidents due to thermal runaway of the lithium-ion battery, and is also advantageous for reducing safety risks due to the deposition of metallic lithium during rapid charging of the lithium-ion battery.

本実施例の巻取コアは、正極板10、負極板20及び正極板10と負極板20との間に位置するセパレータ30を含み、セパレータ30は、正極板10と負極板20との間の絶縁を確保するために使用され、負極板20は、負極集電体21、負極活物質層22及び負極集電体21の表面に設けられた負タブ23を含み、負極活物質層22は負極集電体21の表面を覆っており、且つ負極活物質層22はタブ23を避ける第1の溝24を有しており、負極集電体21の表面に設けられた負タブ23は第1の溝24に位置し、第1の溝24と正極板10との間のセパレータ30に、リチウムイオンの通過を阻止する絶縁層31を設けて、絶縁層31が第1の溝24を覆う。即ち、絶縁層31のサイズが第1の溝24のサイズよりも大きくすることにより、第1の溝24を完全に覆うことができるので、正極板10のリチウムイオンが絶縁層31を通過して第1の溝24に入ることを阻止することができ、リチウムイオンが第1の溝24に金属リチウムを析出して負極集電体21に付着することを回避し、リチウムイオン電池の熱暴走による安全事故を防止するのに有利であり、さらにリチウムイオン電池が急速充電中に金属リチウムを析出することによる安全リスクを低減するのに有利である。 The winding core of this embodiment includes a positive electrode plate 10, a negative electrode plate 20, and a separator 30 located between the positive electrode plate 10 and the negative electrode plate 20. The separator 30 is used to ensure insulation between the positive electrode plate 10 and the negative electrode plate 20. The negative electrode plate 20 includes a negative electrode collector 21, a negative electrode active material layer 22, and a negative tab 23 provided on the surface of the negative electrode collector 21. The negative electrode active material layer 22 covers the surface of the negative electrode collector 21, and the negative electrode active material layer 22 has a first groove 24 that avoids the tab 23. The negative tab 23 provided on the surface of the negative electrode collector 21 is located in the first groove 24. An insulating layer 31 that prevents the passage of lithium ions is provided on the separator 30 between the first groove 24 and the positive electrode plate 10, and the insulating layer 31 covers the first groove 24. That is, by making the size of the insulating layer 31 larger than the size of the first groove 24, the first groove 24 can be completely covered, so that the lithium ions of the positive electrode plate 10 can be prevented from passing through the insulating layer 31 and entering the first groove 24, and the lithium ions can be prevented from depositing metallic lithium in the first groove 24 and attaching to the negative electrode current collector 21. This is advantageous for preventing safety accidents due to thermal runaway of the lithium ion battery, and is also advantageous for reducing safety risks due to the deposition of metallic lithium during rapid charging of the lithium ion battery.

第1の溝24と正極板10との間に第1の溝24を覆う絶縁層31を設ける実施形態は、以下の3つの実行可能な実施形態を含むが、これらに限定されない。 Embodiments in which an insulating layer 31 is provided between the first groove 24 and the positive electrode plate 10 to cover the first groove 24 include, but are not limited to, the following three possible embodiments.

第1の実行可能な実施形態では、図6に示すように、絶縁層31をセパレータ30の正極板10に向ける面に設置し、具体的に実現する場合、正極板10から放出されたリチウムイオンがセパレータ30を通過する前に絶縁層31によって阻止されるため、リチウムイオンが絶縁層31を通過して第1の溝24に入り込むことができず、さらに、リチウムイオンが第1の溝24の負極集電体21の表面に金属リチウムを析出して、リチウムイオン電池の熱暴走による安全事故を回避することができる。 In a first feasible embodiment, as shown in FIG. 6, an insulating layer 31 is provided on the surface of the separator 30 facing the positive electrode plate 10. When this is specifically realized, the lithium ions released from the positive electrode plate 10 are blocked by the insulating layer 31 before passing through the separator 30, so that the lithium ions cannot pass through the insulating layer 31 and enter the first groove 24. Furthermore, the lithium ions precipitate metallic lithium on the surface of the negative electrode current collector 21 in the first groove 24, thereby avoiding a safety accident caused by thermal runaway of the lithium ion battery.

第2の実行可能な実施形態では、図7に示すように、絶縁層31をセパレータ30の負極板20に向ける面に設置し、具体的に実現する場合、正極板10から放出されたリチウムイオンがセパレータ30を通過した後に絶縁層31によって阻止されるため、リチウムイオンが絶縁層31を通過して第1の溝24に入り込むことができず、さらに、リチウムイオンが第1の溝24の負極集電体21の表面に金属リチウムを析出して、リチウムイオン電池の熱暴走による安全事故を回避することができる。 In a second feasible embodiment, as shown in FIG. 7, an insulating layer 31 is provided on the surface of the separator 30 facing the negative electrode plate 20. When this is specifically realized, lithium ions released from the positive electrode plate 10 pass through the separator 30 and are blocked by the insulating layer 31. This prevents the lithium ions from passing through the insulating layer 31 and entering the first groove 24. Furthermore, the lithium ions precipitate metallic lithium on the surface of the negative electrode current collector 21 in the first groove 24, thereby avoiding a safety accident caused by thermal runaway of the lithium ion battery.

第3の実行可能な実施形態では、図8に示すように、セパレータ30の正極板10に向ける面及びセパレータ30の負極板20に向ける面には、いずれも絶縁層31が設けられており、具体的に実現する場合、正極板10から放出されたリチウムイオンがセパレータ30を通過する前に絶縁層31によって阻止されるため、リチウムイオンが絶縁層31を通過して第1の溝24に入り込むことができず、正極板10とセパレータ30との間及び負極板20とセパレータ30との間には、いずれも絶縁層31が設けられており、リチウムイオンが第1の溝24に入り込むことをより良く回避することができ、これによりリチウムイオンが第1の溝24の負極集電体21表面に金属リチウムを析出して、リチウムイオン電池の熱暴走による安全事故を回避することができる。 In a third feasible embodiment, as shown in FIG. 8, the surface of the separator 30 facing the positive electrode plate 10 and the surface of the separator 30 facing the negative electrode plate 20 are both provided with an insulating layer 31. In a specific implementation, the lithium ions released from the positive electrode plate 10 are blocked by the insulating layer 31 before passing through the separator 30, so that the lithium ions cannot pass through the insulating layer 31 and enter the first groove 24. The insulating layer 31 is provided between the positive electrode plate 10 and the separator 30 and between the negative electrode plate 20 and the separator 30, so that the lithium ions can be better prevented from entering the first groove 24. This allows the lithium ions to precipitate metallic lithium on the surface of the negative electrode current collector 21 in the first groove 24, thereby avoiding safety accidents caused by thermal runaway of the lithium ion battery.

具体的に、第1の溝24と正極板10との間のセパレータ30に絶縁層31を設ける実施形態は、以下の3つの可能な実現形態を含むが、これらに限定されない。
第1の実現形態では、絶縁層31をセパレータ30の表面に接着し、例えば、絶縁層31のセパレータ30に向ける面に第1の接着剤層を設けることにより、第1の接着剤層を介して絶縁層31をセパレータ30と接着することができる。絶縁層31は、セパレータ30の正極板10に向ける面に接着されてもよいし、セパレータ30の負極板20に向ける面に接着されてもよいし、セパレータ30の両面に接着されてもよい。第1の接着剤層は常温で粘着性のないホットメルト接着剤層であってもよく、ここで、常温とは、通常の環境での室温であり、つまり、室温環境においてホットメルト接着剤層が粘着性を有さず、第1の接着剤層は、絶縁層31をセパレータ30に接着することができる他の接着剤層であってもよく、ここでは説明を省略する。
Specifically, the embodiment of providing the insulating layer 31 on the separator 30 between the first groove 24 and the positive electrode plate 10 includes, but is not limited to, the following three possible implementations.
In the first embodiment, the insulating layer 31 is adhered to the surface of the separator 30, and for example, a first adhesive layer is provided on the surface of the insulating layer 31 facing the separator 30, so that the insulating layer 31 can be adhered to the separator 30 via the first adhesive layer. The insulating layer 31 may be adhered to the surface of the separator 30 facing the positive electrode plate 10, or to the surface of the separator 30 facing the negative electrode plate 20, or to both sides of the separator 30. The first adhesive layer may be a hot melt adhesive layer that is not adhesive at room temperature, where room temperature means room temperature in a normal environment, that is, the hot melt adhesive layer does not have adhesiveness in a room temperature environment, and the first adhesive layer may be another adhesive layer that can adhere the insulating layer 31 to the separator 30, and the description thereof will be omitted here.

具体的に実現する場合、コアを巻き取る過程に、絶縁層31をセパレータ30の第1の溝24に対応する位置に接着し、セパレータ30の正極板10に向ける面に接着しても、セパレータ30の負極板20に向ける面に接着しても、又はセパレータ30の両面に接絶縁層31が接着されても、絶縁層31は、巻取コアの巻取が完了した後に第1の溝24を覆うことができればよく、これにより、リチウムイオンが絶縁層31を通過して第1の溝24に入り込むことを阻止することができ、さらに、リチウムイオンが第1の溝24の負極集電体21の表面に金属リチウムを析出して、リチウムイオン電池の熱暴走による安全事故を回避することができる。 In a specific case, during the process of winding the core, the insulating layer 31 is adhered to a position corresponding to the first groove 24 of the separator 30. Whether it is adhered to the surface of the separator 30 facing the positive electrode plate 10, or to the surface of the separator 30 facing the negative electrode plate 20, or the insulating layer 31 is adhered to both sides of the separator 30, the insulating layer 31 only needs to cover the first groove 24 after winding of the winding core is completed, thereby preventing lithium ions from passing through the insulating layer 31 and entering the first groove 24. Furthermore, the lithium ions precipitate metallic lithium on the surface of the negative electrode current collector 21 in the first groove 24, thereby avoiding safety accidents due to thermal runaway of the lithium ion battery.

さらに、絶縁層31のセパレータ30と反対する面に第2の接着剤層を設けて、第2の接着剤層を、電解液によって膨潤可能な感圧接着剤層として設けてもよく、電解液によって膨潤可能な感圧接着剤層は、電解液に遭遇すると膨潤し、接着物から離脱する。ここで、電解液によって膨潤可能な感圧接着剤層は、接着剤としてエポキシ類、ポリウレタン類、アクリル類又はゴム類を用いることで、当該電解液によって膨潤可能な感圧接着剤層が電解液に浸漬された後、接着力が初期状態の5%以内に下がることができ、即ち、初期接着力は0.1~0.3N/mm、電解液浸漬後の接着力は0.015N/mm未満、好ましくは0.010N/mm以下である。 Furthermore, a second adhesive layer may be provided on the surface of the insulating layer 31 opposite the separator 30, and the second adhesive layer may be provided as a pressure-sensitive adhesive layer that can swell with an electrolyte solution. The pressure-sensitive adhesive layer that can swell with an electrolyte solution swells when it encounters the electrolyte solution and detaches from the adhesive. Here, the pressure-sensitive adhesive layer that can swell with an electrolyte solution uses epoxies, polyurethanes, acrylics, or rubbers as the adhesive, so that after the pressure-sensitive adhesive layer that can swell with an electrolyte solution is immersed in the electrolyte solution, the adhesive strength can be reduced to within 5% of the initial state, that is, the initial adhesive strength is 0.1 to 0.3 N/mm, and the adhesive strength after immersion in the electrolyte solution is less than 0.015 N/mm, preferably 0.010 N/mm or less.

具体的に実現する場合、絶縁層31が正極板10とセパレータ30との間に位置することを例にとると、コアを巻き取る過程には、絶縁層31の電解液によって膨潤可能な感圧接着剤層である第2の接着剤層が設けられた面を、正極板10の所定位置に貼り付けて巻き取り、ここで、所定位置は、コアの巻取が完了した後の正極板10における第1の溝24と位置合わせする位置であり、即ち、所定位置に貼り付けされた絶縁層31は、コアの巻取が完了した後に第1の溝24を覆い、且つ絶縁層31の常温で粘着性のないホットメルト接着剤層である第1の接着剤層が設けられた面は、セパレータ30に接触しており、巻取が完了した後、巻取が完了したコアに対して熱プレスを行い、熱プレス温度は30℃~90℃であってもよく、熱プレスは、セパレータ30と接触する第1の接着剤層、即ち常温で粘着性のないホットメルト接着剤層の粘着性を増大させ、これによりセパレータ30と接着させ、巻取コアをシェルに封入して電解液を注入した後、電解液は、電解液によって膨潤可能な感圧接着剤層である第2の接着剤層を膨潤させ正極板10から離脱させ、最終的に絶縁層31をセパレータ30に接着することで、正極板10の性能を阻害することはない。ここで、絶縁層31を正極板10に接着することにより、絶縁層31をよりよく位置決めすることができ、巻取が完了した後に絶縁層31が第1の溝24を比較的正確に覆うのを確保し、第1の接着剤層を常温で粘着性のないホットメルト接着剤層とすることにより、巻取の過程で絶縁層31が機器の搬送ローラに接着されて、接着剤層が脱落する又は極板が引き裂くことを防止することができるとともに、絶縁層31の表面に粉塵が吸着しすぎて、電池の安全性能に悪影響を及ぼすことを防止することもできる。 In a specific example, when the insulating layer 31 is located between the positive electrode plate 10 and the separator 30, in the process of winding the core, the surface of the insulating layer 31 on which the second adhesive layer, which is a pressure-sensitive adhesive layer that can swell with an electrolyte, is attached to a predetermined position on the positive electrode plate 10 and wound up, where the predetermined position is a position that is aligned with the first groove 24 in the positive electrode plate 10 after the core winding is completed, that is, the insulating layer 31 attached to the predetermined position covers the first groove 24 after the core winding is completed, and the surface of the insulating layer 31 on which the first adhesive layer, which is a hot melt adhesive layer that is not sticky at room temperature, is provided. is in contact with the separator 30, and after winding is completed, the core on which winding has been completed is subjected to a heat press, the heat press temperature may be 30°C to 90°C, and the heat press increases the adhesion of the first adhesive layer in contact with the separator 30, i.e., the hot melt adhesive layer which is not sticky at room temperature, thereby bonding it to the separator 30, the winding core is enclosed in a shell and an electrolyte is injected, and then the electrolyte causes the second adhesive layer, which is a pressure-sensitive adhesive layer that can be swelled by the electrolyte, to swell and detach from the positive electrode plate 10, and finally the insulating layer 31 is bonded to the separator 30, without impairing the performance of the positive electrode plate 10. Here, by adhering the insulating layer 31 to the positive electrode plate 10, the insulating layer 31 can be positioned better, ensuring that the insulating layer 31 covers the first groove 24 relatively accurately after winding is completed. By making the first adhesive layer a hot melt adhesive layer that is not sticky at room temperature, the insulating layer 31 is adhered to the conveying roller of the device during the winding process, preventing the adhesive layer from falling off or the electrode plate from tearing. It can also be prevented that too much dust is adsorbed on the surface of the insulating layer 31, which would adversely affect the safety performance of the battery.

第2の実現形態では、絶縁層31は、スプレーコーティングの形態でセパレータ30の表面に付着されていてもよく、具体的に、絶縁層31は、セパレータ30の正極板10に向ける面に付着されていてもよいし、セパレータ30の負極板20に向ける面に向ける面に付着されていてもよいし、セパレータ30の両面にはいずれも絶縁層31がスプレーコーティングされてもよい。スプレーコーティングの形態で形成された絶縁層は、ポリプロピレン層、ポリエチレン層又は他のポリマー層であってもよいし、金属層又は他の無機物層などであってもよい。 In a second embodiment, the insulating layer 31 may be attached to the surface of the separator 30 in the form of a spray coating. Specifically, the insulating layer 31 may be attached to the surface of the separator 30 facing the positive electrode plate 10, or may be attached to the surface of the separator 30 facing the negative electrode plate 20, or both sides of the separator 30 may be spray-coated with the insulating layer 31. The insulating layer formed in the form of a spray coating may be a polypropylene layer, a polyethylene layer, or other polymer layer, or may be a metal layer, other inorganic layer, etc.

なお、絶縁層31は、他の形態でセパレータ30の表面に設けられてもよい。あるいは、絶縁層31は、実際の需要に応じて、セパレータ30と正極板10との間、又はセパレータ30と負極板20との間に設けられてもよい。 The insulating layer 31 may be provided on the surface of the separator 30 in other forms. Alternatively, the insulating layer 31 may be provided between the separator 30 and the positive electrode plate 10, or between the separator 30 and the negative electrode plate 20, depending on actual needs.

選択的に、絶縁層31を加工形成する材料はポリエステル樹脂を含んでいてもよいし、本実施例の絶縁層31に関する要求を満たすことができる他の材料を含んでいてもよいので、ここでは説明を省略する。 Optionally, the material used to process and form the insulating layer 31 may contain polyester resin, or may contain other materials that can meet the requirements for the insulating layer 31 of this embodiment, so we will not explain them here.

本実施例の絶縁層31の厚さは、絶縁層31の厚さが巻取コアの性能に悪影響を及ぼさないのを確保するために、10μm~20μmに設定されることができる。 The thickness of the insulating layer 31 in this embodiment can be set to 10 μm to 20 μm to ensure that the thickness of the insulating layer 31 does not adversely affect the performance of the winding core.

第3の実現形態では、セパレータ30の第1の溝24を覆う部分を加熱処理して絶縁層31を形成することができる。ここで、セパレータ30は、ポリエチレン類又はポリプロピレン類から選択され、ポリエチレン類又はポリプロピレン類のセパレータ30は、加熱処理を経た後、セパレータ30におけるリチウムイオンが通過するポアを閉じることができ、これによりリチウムイオンの通過を阻止できる絶縁層31として形成される。 In a third embodiment, the portion of the separator 30 covering the first groove 24 can be heat-treated to form an insulating layer 31. Here, the separator 30 is selected from polyethylenes or polypropylenes, and the polyethylene or polypropylene separator 30 can close the pores in the separator 30 through which lithium ions pass after heat treatment, thereby forming an insulating layer 31 that can prevent the passage of lithium ions.

ここで、セパレータ30の第1の溝24を覆う部分を加熱処理する形態は、接触式加熱であってもよく、例えば、セパレータ30の第1の溝24を覆う部分を加熱板で直接接触して加熱することにより、セパレータ30の第1の溝24を覆う部分を閉孔させ、あるいは非接触式加熱であってもよく、例えば、セパレータ30の第1の溝24を覆う部分を赤外線ランプを照射して加熱することにより、セパレータ30の第1の溝24を覆う部分を閉孔させ、セパレータ30の第1の溝24を覆う部分を加熱処理する温度は120℃~250℃で、加熱処理する時間は1s~5sであってもよい。 Here, the form of heat treatment of the portion covering the first groove 24 of the separator 30 may be contact heating, for example, by directly contacting and heating the portion covering the first groove 24 of the separator 30 with a heating plate to close the hole in the portion covering the first groove 24 of the separator 30, or non-contact heating, for example, by irradiating the portion covering the first groove 24 of the separator 30 with an infrared lamp to heat the portion covering the first groove 24 of the separator 30 to close the hole, and the temperature for heat treatment of the portion covering the first groove 24 of the separator 30 may be 120°C to 250°C, and the heat treatment time may be 1 s to 5 s.

さらに、正極板10は、正極集電体110と正極活物質層120を含み、正極活物質層120は正極集電体110の表面を覆っており、且つ正極集電体110には非活物質層領域13が設けられ、非活物質層領域13が第1の溝24に対向することにより、第1の溝24に対向する正極板10にはリチウムイオンを生成する活物質がないようにすることで、第1の溝24に対向する正極板10から放出されたリチウムイオンが第1の溝24に入り込み、第1の溝24の負極集電体21の表面に金属リチウムを析出することを回避することができ、さらに、リチウムイオン電池の熱暴走による安全事故を防止するのに有利であり、同時にリチウムイオン電池が急速充電中に金属リチウムを析出することによる安全リスクを低減するのに有利である。 Furthermore, the positive electrode plate 10 includes a positive electrode collector 110 and a positive electrode active material layer 120, and the positive electrode active material layer 120 covers the surface of the positive electrode collector 110. The positive electrode collector 110 is provided with a non-active material layer region 13. The non-active material layer region 13 faces the first groove 24, so that the positive electrode plate 10 facing the first groove 24 does not have active material that generates lithium ions. This prevents lithium ions released from the positive electrode plate 10 facing the first groove 24 from entering the first groove 24 and depositing metallic lithium on the surface of the negative electrode collector 21 in the first groove 24. This is advantageous in preventing safety accidents due to thermal runaway of the lithium ion battery, and at the same time, is advantageous in reducing safety risks due to the deposition of metallic lithium during rapid charging of the lithium ion battery.

本実施例はさらに、以下のステップを含む電池の巻取コアの製造方法を提供する。 The present embodiment further provides a method for manufacturing a battery winding core, the method including the following steps:

正極板、絶縁層、負極板及びセパレータを提供し、負極板は、負極集電体、負極活物質層及び負極集電体の表面に設けられる負タブを含み、負極活物質層は負極集電体の表面を覆っており、且つ負極活物質層には負タブを避ける第1の溝があり、負タブは第1の溝に位置しており、例えば負タブは第1の溝に溶接されていてもよい。 A positive electrode plate, an insulating layer, a negative electrode plate, and a separator are provided, and the negative electrode plate includes a negative electrode current collector, a negative electrode active material layer, and a negative tab provided on the surface of the negative electrode current collector, the negative electrode active material layer covers the surface of the negative electrode current collector, and the negative electrode active material layer has a first groove for avoiding the negative tab, and the negative tab is located in the first groove, and for example, the negative tab may be welded to the first groove.

絶縁層の片面には第1の接着剤層を設けて、第1の接着剤層は、常温で粘着性のないホットメルト接着剤層であってもよく、具体的に、第1の接着剤層は絶縁層の表面に塗布されていてもよいし、絶縁層の表面に貼り付けされてもよいし、他の形態で絶縁層の表面に設けられてもよい。絶縁層の他方の面に第2の接着剤層を設けて、第2の接着剤層は、電解液によって膨潤可能な感圧接着剤層であってもよいし、絶縁層を正極板と接着することができる他の接着剤層であってもよく、具体的に、第2の接着剤層は、絶縁層の表面に塗布されていてもよいし、絶縁層の表面に貼り付けされてもよいし、他の形態で絶縁層の表面に設けられてもよい。 A first adhesive layer is provided on one side of the insulating layer, and the first adhesive layer may be a hot melt adhesive layer that is not sticky at room temperature. Specifically, the first adhesive layer may be applied to the surface of the insulating layer, may be attached to the surface of the insulating layer, or may be provided in another form on the surface of the insulating layer. A second adhesive layer is provided on the other side of the insulating layer, and the second adhesive layer may be a pressure-sensitive adhesive layer that can swell with an electrolyte, or may be another adhesive layer that can bond the insulating layer to the positive electrode plate. Specifically, the second adhesive layer may be applied to the surface of the insulating layer, may be attached to the surface of the insulating layer, or may be provided in another form on the surface of the insulating layer.

絶縁層の第2の接着剤層が設けられた面を正極板の所定位置に接着し、ここで、所定位置とは、コア巻取が完了した後に正極板上の第1の溝と位置合わせする位置であり、即ち、所定位置に貼り付けられた絶縁層は、コア巻取が完了した後に第1の溝を覆う。 The surface of the insulating layer on which the second adhesive layer is provided is adhered to a predetermined position on the positive electrode plate, where the predetermined position is a position that will be aligned with the first groove on the positive electrode plate after the core winding is completed, i.e., the insulating layer attached to the predetermined position covers the first groove after the core winding is completed.

正極板の絶縁層が接着された面にセパレータと負極板を順次積層し、負極板上の第1の溝をセパレータに向け、このとき、絶縁層の常温で粘着性のないホットメルト接着剤層である第1の接着剤層が設けられた面は、セパレータに接触し、ホットメルト接着剤層は常温で粘着性がないため、絶縁層はセパレータと接着することはなく、これにより、後続の巻取プロセスに悪影響を及ぼすことを回避することができる。 A separator and a negative electrode plate are sequentially stacked on the surface of the positive electrode plate to which the insulating layer is adhered, with the first groove on the negative electrode plate facing the separator. At this time, the surface of the insulating layer on which the first adhesive layer, which is a hot melt adhesive layer that is not sticky at room temperature, is provided comes into contact with the separator. Since the hot melt adhesive layer is not sticky at room temperature, the insulating layer does not adhere to the separator, which prevents adverse effects on the subsequent winding process.

正極板、セパレータ及び負極板からなる積層構造を巻き取って巻取コアを形成し、このとき、正極板に貼り付けられた絶縁層が第1の溝を覆うことができ、リチウムイオンが絶縁層を通過して第1の溝に進入するのを阻止することができる。 A laminated structure consisting of a positive electrode plate, a separator, and a negative electrode plate is wound up to form a winding core, and at this time, the insulating layer attached to the positive electrode plate can cover the first groove, preventing lithium ions from passing through the insulating layer and entering the first groove.

巻取コアを熱プレス処理し、熱プレス処理は、セパレータと接触する常温で粘着性のないホットメルト接着剤層の粘着性を増大させ、これにより絶縁層のホットメルト接着剤層が設けられた面を、セパレータと接着させることができ、絶縁層が第1の溝を比較的確実に覆うようにする。 The winding core is subjected to a heat press treatment, which increases the adhesion of the hot melt adhesive layer, which is not sticky at room temperature and comes into contact with the separator, thereby allowing the surface of the insulating layer on which the hot melt adhesive layer is provided to be adhered to the separator, and ensuring that the insulating layer covers the first groove relatively reliably.

具体的に実現する場合、まず絶縁層を正極板に接着することは、絶縁層に対して良い位置決めを行うことができ、コア巻取が完了した後に絶縁層が正確に第1の溝を覆うことができることを保証する。絶縁層のセパレータと接触する面を常温で粘着性のないホットメルト接着剤層として設置することは、巻き取り原料供給の過程で正極板に接着した絶縁層が機器の搬送ローラに接着し、接着剤層が脱落する又は正極板が引き裂くことを防止することができるとともに、絶縁層の表面に粉塵が吸着しすぎて、電池の安全性能に悪影響を及ぼすことを防止することもできる。 In a concrete implementation, first bonding the insulating layer to the positive plate can provide good positioning for the insulating layer, ensuring that the insulating layer can accurately cover the first groove after the core winding is completed. The surface of the insulating layer that comes into contact with the separator is provided as a hot melt adhesive layer that is non-sticky at room temperature, which can prevent the insulating layer bonded to the positive plate from adhering to the conveying rollers of the equipment during the winding raw material supply process, causing the adhesive layer to fall off or the positive plate to tear, and can also prevent excessive dust from being adsorbed on the surface of the insulating layer, which can have a negative impact on the safety performance of the battery.

さらに、第2の接着剤層は、電解液によって膨潤可能な感圧接着剤層として設けられることができ、即ち、巻取コアをシェルに封入して電解液を注入した後、電解液は、絶縁層上に設けられた電解液によって膨潤可能な感圧接着剤層を膨潤させて正極板から離脱させ、これにより最終的に絶縁層をセパレータに接着させるため、正極板の性能を阻害しない。 Furthermore, the second adhesive layer can be provided as a pressure-sensitive adhesive layer that can be swelled by the electrolyte. That is, after the winding core is enclosed in a shell and the electrolyte is injected, the electrolyte causes the pressure-sensitive adhesive layer that can be swelled by the electrolyte provided on the insulating layer to swell and detach from the positive electrode plate, thereby finally bonding the insulating layer to the separator, without impairing the performance of the positive electrode plate.

図10は、本願の実施例によって提供される電池極板の概略構造図であり、図11は、本願の実施例によって提供される電池極板の側面図であり、図12は、本願の実施例によって提供される電池極板の第1の側面の概略構造図であり、図13は、本願の実施例によって提供される電池極板の第2の側面の概略構造図である。 Figure 10 is a schematic structural diagram of a battery plate provided by an embodiment of the present application, Figure 11 is a side view of a battery plate provided by an embodiment of the present application, Figure 12 is a schematic structural diagram of a first side of a battery plate provided by an embodiment of the present application, and Figure 13 is a schematic structural diagram of a second side of a battery plate provided by an embodiment of the present application.

図10~図13を参照する。本実施例は電池を提供し、極板1とタブ2を含み、極板1は集電体を含み、集電体は、第1の表面3及び第2の表面4を含み、第1の表面3及び第2の表面4には、いずれも第1の活物質層が設けられ、第1の活物質層には第1の溝5及び第2の溝6が設けられ、第1の溝5及び第2の溝6は、第1の表面3及び第2の表面4に対向して設けられており、タブ2は第1の溝5の中に電気的に接続されており、第1の溝5の面積は第2の溝6の面積よりも大きい。 Refer to Figures 10 to 13. This embodiment provides a battery, which includes a plate 1 and a tab 2, the plate 1 includes a current collector, the current collector includes a first surface 3 and a second surface 4, the first surface 3 and the second surface 4 are both provided with a first active material layer, the first active material layer is provided with a first groove 5 and a second groove 6, the first groove 5 and the second groove 6 are provided opposite the first surface 3 and the second surface 4, the tab 2 is electrically connected in the first groove 5, and the area of the first groove 5 is larger than the area of the second groove 6.

上記の電池極板は、第1の溝5の面積が第2の溝6の面積よりも大きくするように設けられていることで、第1の表面3を除去する際に、第1の活物質層と溝との段差による除去不良や極板の破損を回避し、除去作業を簡素化することができる。 The above battery plate is configured so that the area of the first groove 5 is larger than the area of the second groove 6, which makes it possible to avoid poor removal or damage to the plate due to the step between the first active material layer and the groove when removing the first surface 3, and to simplify the removal process.

具体的に、当該実施形態では、第1の表面3と第2の表面4との接続線方向において、第1の溝5の投影は第2の溝6の投影を完全に覆い、好ましくは、第2の溝6の面積は第1の溝5の面積の60~90%である。例えば、第1の溝5と前記第2の溝6との隣接する辺の最小距離をnとすると、0.5mm≦n≦3.5mmを満たす必要がある。第1の溝5と第2の溝6との隣接する辺の最大距離をxとすると、0.5mm≦x≦3.5mmを満たす必要がある。説明すべきものとして、ここでは例示に過ぎず、限定するものではなく、変換可能に、他の実行可能な実施例において、上述の面積比をある程度で調整することもできる。 Specifically, in this embodiment, in the direction of the connecting line between the first surface 3 and the second surface 4, the projection of the first groove 5 completely covers the projection of the second groove 6, and preferably, the area of the second groove 6 is 60 to 90% of the area of the first groove 5. For example, if the minimum distance between the adjacent sides of the first groove 5 and the second groove 6 is n, it is necessary to satisfy 0.5 mm ≦ n ≦ 3.5 mm. If the maximum distance between the adjacent sides of the first groove 5 and the second groove 6 is x, it is necessary to satisfy 0.5 mm ≦ x ≦ 3.5 mm. As should be explained, this is merely an example and not a limitation, and convertibly, in other feasible embodiments, the above-mentioned area ratio can also be adjusted to a certain extent.

理解できるものとして、集電体とは、電流を集める構造や部品を指し、リチウムイオン電池では主に金属箔、例えば銅箔、アルミニウム箔を指す。第1の活物質層は、第1の活物質を含むコーティングであり、変換可能に、第1の活物質層は、複数のコーティングからなる多層構造であり、ここで、少なくとも1層のコーティングが第1の活物質を含む。 As understood, a current collector refers to a structure or component that collects current, and in lithium-ion batteries, it is primarily a metal foil, such as copper foil or aluminum foil. The first active material layer is a coating that includes the first active material, and convertibly, the first active material layer is a multi-layer structure consisting of multiple coatings, where at least one coating includes the first active material.

実際の作業では、スクレーパーを用いて極板本体1上の第1の活物質層を物理的方法で除去して、表面状態の良好な集電体を露出させ、溝を集電体の基材に接続させる必要がある。本実施例で言及される第1の活物質層はペーストである。 In practice, it is necessary to physically remove the first active material layer on the plate body 1 using a scraper to expose the current collector with a good surface condition and connect the groove to the current collector substrate. The first active material layer referred to in this embodiment is a paste.

選択的に、極板1は正極板及び/又は負極板を含む。当該実施形態では、正極板を例に取って説明する。しかし、本実施例はこれに限定されるものではなく、変換可能な実施形態として、他の実行可能な実施例において、上記の第1の溝5及び第2の溝6を負極板に設けてもよい。別の実行可能な実施例において、上記の第1の溝5及び第2の溝6を同時に正極板及び負極板に設けてもよい。 Optionally, the plate 1 includes a positive plate and/or a negative plate. In this embodiment, the positive plate is taken as an example. However, this embodiment is not limited thereto, and as a convertible embodiment, in another possible embodiment, the above-mentioned first groove 5 and second groove 6 may be provided in the negative plate. In another possible embodiment, the above-mentioned first groove 5 and second groove 6 may be provided in the positive plate and the negative plate at the same time.

なお、説明すべきものとして、当該実施形態では、正極板には上記の第1の溝5及び第2の溝6が設けられているが、本実施例では、設けられる溝の個数を特に限定するものではなく、ここでは、例示して説明するためのものに過ぎない。変換可能な実施形態として、他の実行可能な実施例において、同じ正極板に2つ又は他の個数の溝を設けてもよい。その具体的な個数は、具体的な使用状況によって決定される。 It should be noted that, in this embodiment, the positive plate is provided with the first groove 5 and the second groove 6, but the number of grooves provided is not particularly limited in this embodiment, and is merely for illustrative purposes. As a convertible embodiment, in other feasible embodiments, two or other numbers of grooves may be provided in the same positive plate. The specific number is determined by the specific usage situation.

設置のとき、第1の表面3と第2の表面4との接続線の方向において、第1の溝5の投影が第2の溝6の投影を完全に覆うことを満たす必要がある。 When installed, it is necessary that the projection of the first groove 5 completely covers the projection of the second groove 6 in the direction of the connection line between the first surface 3 and the second surface 4.

選択的に、第1の溝5及び第2の溝6の断面は長方形である。本実施形態における断面とは、第1の表面3と第2の表面4との接続線に垂直な平面である。 Optionally, the cross section of the first groove 5 and the second groove 6 is rectangular. In this embodiment, the cross section is a plane perpendicular to the connection line between the first surface 3 and the second surface 4.

具体的に言えば、当該実施形態では、第1の溝5及び第2の溝6の断面を長方形として設置するのを例に取って説明する。ここで、第1の溝5及び第2の溝6の断面が長方形である場合、第1の溝5を長方形の第1の面と見なし、第2の溝6を長方形の第2の面と見なし、このとき、当該長方形の第1の面の長さは第2の面の長さよりも大きく、当該長方形の第1の面の幅は第2の面の幅よりも大きい。変換可能に、溝の断面は、平行四辺形又は正方形などの他の規則的な多角形であってもよい。ただし、どのような規則的な多角形であっても、タブ2を埋め込むことができるのを満足する必要がある。 Specifically, in this embodiment, the cross sections of the first groove 5 and the second groove 6 are set as rectangles. Here, when the cross sections of the first groove 5 and the second groove 6 are rectangular, the first groove 5 is regarded as the first surface of the rectangle, and the second groove 6 is regarded as the second surface of the rectangle, in which case the length of the first surface of the rectangle is greater than the length of the second surface, and the width of the first surface of the rectangle is greater than the width of the second surface. Conversionally, the cross section of the groove may be other regular polygons such as a parallelogram or a square. However, whatever the regular polygon, it is necessary that the tab 2 can be embedded.

変換可能な実施形態として、別の実行可能な実施例では、第1の溝5及び第2の溝6の断面はまた、不規則な多角形であってもよく、ここで、断面は、第1の表面3と第2の表面4との接続線に垂直な平面である。 As a convertible embodiment, in another possible example, the cross-section of the first groove 5 and the second groove 6 may also be an irregular polygon, where the cross-section is a plane perpendicular to the connection line between the first surface 3 and the second surface 4.

具体的に言えば、当該実施形態では、第1の溝5及び第2の溝6の断面は、第1の表面3が台形で、第2の表面4が方形であるように設置するのを例に取って説明する。ここで、当該台形の面積は、方形の面積よりも大きいべきである。変換可能に、第1の溝5及び第2の溝6の断面はまた、他の不規則な多角形であってもよいが、どのような不規則な多角形であっても、当該台形と方形との隣接する第1の溝5と第2の溝6との辺の最小差が0mmよりも大きく、タブ2を埋め込むことができるのを満足する必要がある。 Specifically, in this embodiment, the cross sections of the first groove 5 and the second groove 6 are set so that the first surface 3 is trapezoidal and the second surface 4 is rectangular. Here, the area of the trapezoid should be greater than the area of the rectangle. Conversely, the cross sections of the first groove 5 and the second groove 6 may also be other irregular polygons, but any irregular polygon must satisfy that the minimum difference between the sides of the adjacent first groove 5 and second groove 6 between the trapezoid and the rectangle is greater than 0 mm and the tab 2 can be embedded.

変換可能な実施形態として、別の実行可能な実施例では、第1の溝5及び第2の溝6の断面は円形であり、断面は、第1の表面3と第2の表面4との接続線に垂直な平面である。 As a convertible embodiment, in another possible embodiment, the cross-section of the first groove 5 and the second groove 6 is circular, and the cross-section is a plane perpendicular to the connection line between the first surface 3 and the second surface 4.

具体的に言えば、当該実施形態では、第1の溝5及び第2の溝6の断面を円形として設置するのを例に取って説明する。ここで、第1の溝5及び第2の溝6の断面は円形である場合、第1の溝5を円形の第1の面と見なし、第2の溝6を円形の第2の面と見なし、このとき、当該円形の第1の面の半径は、第2の面の半径よりも大きい。 Specifically, in this embodiment, the cross sections of the first groove 5 and the second groove 6 are set to be circular. Here, when the cross sections of the first groove 5 and the second groove 6 are circular, the first groove 5 is regarded as a circular first surface, and the second groove 6 is regarded as a circular second surface, and in this case, the radius of the circular first surface is larger than the radius of the second surface.

選択的に、当該実施形態では、第1の溝5の中軸線と第2の溝6の中軸線からなる平面は、第1の表面3と前記第2の表面4との接続線と重なり又は平行である。タブ2をよりよく第1の溝5に埋め込むことができる。しかし、本実施例はこれに限定されるものではなく、変換可能に、他の実行可能な実施例において、第1の溝5と第2の溝6の中軸線を、第1の表面3と第2の表面4との接続線と平行にすることもできる。 Optionally, in this embodiment, the plane formed by the central axis of the first groove 5 and the central axis of the second groove 6 overlaps or is parallel to the connecting line between the first surface 3 and the second surface 4. This allows the tab 2 to be better embedded in the first groove 5. However, this embodiment is not limited thereto, and convertibly, in other possible embodiments, the central axis of the first groove 5 and the second groove 6 can be parallel to the connecting line between the first surface 3 and the second surface 4.

実施例1~実施例3に基づいて、本実施例は電子機器を提供し、当該電子機器は電池を含む。 Based on Examples 1 to 3, this example provides an electronic device, which includes a battery.

本実施例における電池は、実施例1~実施例3で提供される電池の構造と同じであり、同じ又は類似の技術的効果を奏するので、ここでは繰り返さなく、具体的には上記実施例の説明を参照してもよい。 The battery in this embodiment has the same structure as the battery provided in Examples 1 to 3 and achieves the same or similar technical effects, so it will not be repeated here and specific reference may be made to the description of the above embodiments.

本願の説明において、さらに説明すべきものとして、「設置」、「取り付け」、「接続」、「連接」という用語は、別段の明確な規定および限定がない限り、広く理解されるべきであり、例えば、固定接続、取り外し可能な接続、又は一体接続であってもよく、機械的接続又は電気的接続であってもよく、直接的接続、中間媒体を介した間接的接続、又は2つの要素の内部の連通であってもよい。当業者にとって、上記の用語の本願における具体的な意味は、具体的には理解され得る。 In the description of this application, as should be further explained, the terms "installation," "mounting," "connection," and "connection" should be broadly understood unless otherwise clearly specified and limited, and may be, for example, a fixed connection, a removable connection, or an integral connection, a mechanical connection, an electrical connection, a direct connection, an indirect connection via an intermediate medium, or an internal communication between two elements. Those skilled in the art can specifically understand the specific meaning of the above terms in the present application.

説明すべきものとして、本明細書では、第1の及び第2のなどの関係用語は、1つのエンティティ又は動作を他のエンティティ又は動作から区別するためにのみ使用され、必ずしも、これらのエンティティ又は動作の間にそのような実際の関係又は順序が存在することを要求又は示唆するものではない。 As an explanation, relational terms such as first and second are used herein only to distinguish one entity or operation from another entity or operation, and do not necessarily require or imply that any such actual relationship or order exists between those entities or operations.

以上のことは、本願の具体的な実施形態に過ぎず、本願の保護範囲はこれに限定されるものではなく、本願に開示される技術的範囲内で、当業者によって容易に考えられる任意の変更又は置換は、本願の保護範囲内に含まれるべきである。したがって、本願の保護範囲は、特許請求の範囲によって定義されるものとする。 The above is merely a specific embodiment of the present application, and the scope of protection of the present application is not limited thereto. Any modifications or substitutions that are easily conceivable by a person skilled in the art within the technical scope disclosed in the present application should be included in the scope of protection of the present application. Therefore, the scope of protection of the present application is defined by the claims.

本願は、2020年05月11日に中国特許庁に提出された、出願番号が202010393415.5で、出願名称が「巻取コア及びその製造方法、電池及び電子製品」である中国特許出願、2020年05月29日に中国特許庁に提出された、出願番号が202020953044.7で、出願名称が「電池構造及び電子機器」である中国特許出願、及び2020年06月19日に中国特許庁に提出された、出願番号が202021145599.5で、出願名称が「電池極板及び電池」である中国特許出願の優先権を主張する。上記の各出願の全部内容は、すべて援用により本願に組み込まれる。
This application claims priority from a Chinese patent application filed on May 11, 2020 with the China Patent Office, bearing application number 202010393415.5 and titled "Winding core and manufacturing method thereof, battery and electronic product", a Chinese patent application filed on May 29, 2020 with the China Patent Office, bearing application number 202020953044.7 and titled "Battery structure and electronic device", and a Chinese patent application filed on June 19, 2020 with the China Patent Office, bearing application number 202021145599.5 and titled "Battery plate and battery", the entire contents of which are incorporated herein by reference.

Claims (13)

電池であって、第1の極板、第2の極板及びセパレータを含み、前記第1の極板、前記セパレータ及び前記第2の極板は順次に積層されて巻かれて設置され、
前記第1の極板は、第1の集電体と第1のタブを含み、前記第1の集電体は第1の表面と第2の表面を含み、前記第1の表面と前記第2の表面にはいずれも第1の活物質層が設けられており、前記第1の活物質層には第1の溝と第2の溝が設けられており、前記第1の溝と前記第2の溝はそれぞれ、前記第1の表面と前記第2の表面に位置し、且つ位置が対向し、前記第1のタブは前記第1の溝内に溶接され、前記第1の溝は、少なくとも1層の絶縁層で覆われており、前記第2の溝は、少なくとも1層の絶縁層で覆われており、
前記セパレータは、ポリエチレン類又はポリプロピレン類から選択され、前記セパレータは、前記第1の溝を覆う部分が加熱処理された後に前記絶縁層を形成し、及び/又は、
前記第2の極板は、第2の集電体と第2の活物質層を含み、前記第2の活物質層は、前記第2の集電体の表面を覆い、且つ前記第2の集電体には非活物質層領域が設けられており、前記非活物質層領域は前記第1の溝に対向していることを特徴とする電池。
A battery comprising a first plate, a second plate and a separator, the first plate, the separator and the second plate being sequentially stacked and wound and installed;
the first plate includes a first current collector and a first tab, the first current collector includes a first surface and a second surface, the first surface and the second surface are both provided with a first active material layer, the first active material layer is provided with a first groove and a second groove, the first groove and the second groove are located on the first surface and the second surface, respectively, and are positioned opposite each other, the first tab is welded into the first groove, the first groove is covered with at least one insulating layer, and the second groove is covered with at least one insulating layer ;
The separator is selected from polyethylenes or polypropylenes, and the separator forms the insulating layer after the portion covering the first groove is heat-treated; and/or
the second electrode plate includes a second current collector and a second active material layer, the second active material layer covers a surface of the second current collector, and the second current collector has a non-active material layer region, the non-active material layer region facing the first groove .
前記第1の溝は、少なくとも2層の絶縁層で覆われていることを特徴とする請求項1に記載の電池。 The battery of claim 1, characterized in that the first groove is covered with at least two insulating layers. 前記第2の溝は、1層の絶縁層で覆われ、前記第2の極板において、前記第2の溝に対向する領域には、少なくとも1層の絶縁層が設けられていることを特徴とする請求項2に記載の電池。 The battery according to claim 2, characterized in that the second groove is covered with one insulating layer, and at least one insulating layer is provided in the area of the second plate facing the second groove. 前記第2の極板において、前記第2の溝に対向する領域の絶縁層の長さ及び/又は幅は、前記第2の溝での絶縁層の対応する長さ及び/又は幅よりも大きくないことを特徴とする請求項3に記載の電池。 The battery of claim 3, characterized in that the length and/or width of the insulating layer in the area of the second plate facing the second groove is not greater than the corresponding length and/or width of the insulating layer in the second groove. 前記第1の溝での少なくとも2層の絶縁層のうち、絶縁層の一部または全部は、前記第1の溝を覆うことを特徴とする請求項2に記載の電池。 The battery according to claim 2, characterized in that part or all of the insulating layers of the at least two insulating layers in the first groove cover the first groove. 前記第2の極板は第2の集電体と第2のタブを含み、前記第2の集電体の対向する両面には、いずれも第2の活物質層が設けられており、前記第2の活物質層には、第3の溝と第4の溝がそれぞれ設けられており、前記第3の溝と前記第4の溝は、それぞれ前記第2の集電体の対向する両面に位置し、且つ位置が対向し、
前記第2のタブは前記第3の溝内に溶接され、前記第3の溝と前記第4の溝はいずれも1層の絶縁層で覆われており、前記第1の極板において、前記第3の溝に対向する領域には1層の絶縁層が設けられており、前記第1の極板において、前記第4の溝に対向する領域には1層の絶縁層が設けられていることを特徴とする請求項2に記載の電池。
the second electrode plate includes a second current collector and a second tab, a second active material layer is provided on both opposing sides of the second current collector, the second active material layer is provided with a third groove and a fourth groove, the third groove and the fourth groove are located on both opposing sides of the second current collector, and are positioned opposite each other;
3. The battery of claim 2, wherein the second tab is welded into the third groove, the third groove and the fourth groove are both covered with an insulating layer, the first plate has an insulating layer in an area facing the third groove, and the first plate has an insulating layer in an area facing the fourth groove.
前記第1の極板において、前記第3の溝に対向する領域の絶縁層の長さ及び/又は幅は、前記第3の溝での絶縁層の対応する長さ及び/又は幅よりも大きくなく、前記第1の極板において、前記第4の溝に対向する領域の絶縁層の長さ及び/又は幅は、前記第4の溝での絶縁層の対応する長さ及び/又は幅よりも大きくないことを特徴とする請求項6に記載の電池。 The battery according to claim 6, characterized in that in the first plate, the length and/or width of the insulating layer in the area facing the third groove is not greater than the corresponding length and/or width of the insulating layer in the third groove, and in the first plate, the length and/or width of the insulating layer in the area facing the fourth groove is not greater than the corresponding length and/or width of the insulating layer in the fourth groove. 前記第1の極板は負極板であり、前記第2の極板は正極板であり、前記第1の溝と前記第2の極板との間の前記セパレータには、前記第1の溝を覆う絶縁層が設けられることを特徴とする請求項1に記載の電池。 The battery according to claim 1, characterized in that the first electrode plate is a negative electrode plate, the second electrode plate is a positive electrode plate, and the separator between the first groove and the second electrode plate is provided with an insulating layer that covers the first groove. 前記絶縁層は、第1の接着剤層を介して前記セパレータに接着され、前記第1の接着剤層は常温で粘着性のないホットメルト接着剤層である、及び/又は
前記絶縁層の前記セパレータと反対する面には、第2の接着剤層が設置されており、前記第2の接着剤層は、電解液によって膨潤可能な感圧接着剤層である
ことを特徴とする請求項8に記載の電池。
The battery according to claim 8, characterized in that the insulating layer is adhered to the separator via a first adhesive layer, the first adhesive layer being a hot melt adhesive layer that is not sticky at room temperature, and/or a second adhesive layer is provided on the surface of the insulating layer opposite the separator, the second adhesive layer being a pressure-sensitive adhesive layer that can be swelled by an electrolyte.
第1の表面と第2の表面との接続線の方向において、前記第1の溝の投影は、前記第2の溝の投影を完全に覆う、及び/又は
前記第1の溝の中軸線と前記第2の溝の中軸線からなる平面は、前記第1の表面と前記第2の表面との接続線と重なる又は平行である
ことを特徴とする請求項1に記載の電池。
The battery of claim 1, characterized in that in the direction of the connecting line between the first surface and the second surface, the projection of the first groove completely covers the projection of the second groove, and/or a plane formed by the central axis of the first groove and the central axis of the second groove overlaps or is parallel to the connecting line between the first surface and the second surface.
前記第1の溝と前記第2の溝の断面がいずれも長方形である場合、前記第1の溝の辺の長さは、前記第2の溝の辺の長さよりも大きく、前記第1の溝の辺の幅は、前記第2の溝の辺の幅よりも大きい、及び/又は
前記第2の溝の面積は前記第1の溝の面積の60~90%である、及び/又は
前記第1の溝と前記第2の溝の隣接辺の最小距離をnとすると、0.5mm≦n≦3.5mmである、及び/又は
前記第1の溝と前記第2の溝の隣接辺の最大距離をxとすると、0.5mm≦x≦3.5mmである
ことを特徴とする請求項1に記載の電池。
The battery of claim 1, characterized in that, when the cross sections of the first groove and the second groove are both rectangular, the length of the side of the first groove is greater than the length of the side of the second groove, the width of the side of the first groove is greater than the width of the side of the second groove, and/or the area of the second groove is 60 to 90% of the area of the first groove, and/or, where n is the minimum distance between adjacent sides of the first groove and the second groove, 0.5 mm≦n≦3.5 mm, and/or, where x is the maximum distance between adjacent sides of the first groove and the second groove, 0.5 mm≦x≦3.5 mm.
前記第2の極板は第2の集電体と第2のタブを含み、前記第2の集電体の対向する両面には、いずれも第2の活物質層が設けられており、前記第2の活物質層には、第3の溝と第4の溝がそれぞれ設けられており、前記第3の溝と前記第4の溝は、それぞれ前記第2の集電体の対向する両面に位置し、且つ位置が対向し、前記第2のタブは前記第3の溝内に溶接され、前記第3の溝の面積は前記第4の溝の面積よりも大きいことを特徴とする請求項1に記載の電池。 The battery according to claim 1, characterized in that the second electrode plate includes a second current collector and a second tab, a second active material layer is provided on both opposing sides of the second current collector, a third groove and a fourth groove are provided in the second active material layer, the third groove and the fourth groove are located on both opposing sides of the second current collector, and are positioned opposite each other, the second tab is welded into the third groove, and the area of the third groove is larger than the area of the fourth groove. 電子機器であって、前記電子機器は請求項1~12のいずれか1項に記載の電池を含むことを特徴とする電子機器。 An electronic device, comprising the battery according to any one of claims 1 to 12 .
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